Laurie Bougeois
Master 1 PSP
Reconstitution de l' volution Pression-é
Reconstitution de l' volution Pression-é
Temp rature-D formation-Temps de l'unité é é
Temp rature-D formation-Temps de l'unité é é
des Schistes Lustr s du Queyras. é
des Schistes Lustr s du Queyras. é
Liens avec l' volution g odynamique desé é
Liens avec l' volution g odynamique desé é
Alpes
Alpes
Stage effectué du 19 au 27 septembre 2008
Encadrants : Gweltaz MAHEO, Véronique GARDIEN, Serge FERRY, Bernard PITTET
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Sommaire
Sommaire
Introduction p.3
1. ANALYSE MÉTAMORPHIQUE p.3
1.1. Description des lithologies des roches sédimentaires métamorphiques p.3
1.1.1. Les schistes lustrés p.3
1.1.2. Les marbres du Col Agnel p.3
1.1.3. Les sédiments volcano-détritiques p.4
1.2. Description des lithologies des roches basiques métamorphiques p.4
1.2.1. Les serpentinites p.4
1.2.2. Les métagabbros p.4
1.2.3. Les métabasaltes p.5
1.2.4. Le gabbro massif p.6
1.3. Reconstitution du chemin pression-température-temps p.6
2. ANALYSE TECTONIQUE p.8
2.1. Analyse tectonique des terrains du Col Agnel p.8
2.1.1. Observation des structures sur le terrain p.8
2.1.2. La tectonique au Col Agnel p.9
2.2. Analyse tectonique des terrains au Bric Bouchet p.10
2.2.1. Observations des structures sur le terrain p.10
2.2.2. La tectonique au Bric Bouchet p.11
2.3. Les phases tectoniques majeures p.12
3. RECONSTITUTION DE L'HISTOIRE ET DE L'ÉVOLUTION GÉODYNAMIQUE DES ALPES p.12
3.1. Ouverture d'un océan : l'histoire d'un rift p.12
3.1.1. Ouverture du rift et blocs basculés observés à l'Alpe d'Huez p.12
3.1.2. Formation de la couverture sédimentaire p.13
3.2. Formation de l'océan liguro-piémontais et subduction p.14
3.2.1. Mise en place d'une dorsale et d'un plancher océanique p.14
3.2.1. Subduction de l'Europe sous l'Afrique p.14
3.3. Collision entre l'Apulie et la plaque Européenne : les principaux chevauchements p.14
3.4. Effondrement post-orogénique et accomodation de la rotation du bloc Corso-Sarde p.14
Conclusion p.15
Annexes p. 16
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Introduction
Introduction
Au cours de notre stage de métamorphisme au sein de Alpes internes nous avons pu étudier
différents aspects de l'histoire des Alpes. Lors de ce rapport nous allons nous efforcer de centrer notre
réflexion sur deux sites géologiques : le Col Agnel et le Bric Bouchet. Tous les deux ayant pour point
commun de retracer l'histoire des schistes lustrés, véritable couverture sédimentaire océanique, du
Queyras.
Le but de cette étude est d'une part de retracer l'évolution géodynamique des roches affleurant
mais également d'incorporer cette évolution au sein de l'histoire globale de la formation de la chaine
alpine. Ainsi après avoir analyser les faciès métamorphiques et tectoniques des deux sites, nous nous
aiderons de l'ensemble des observations faites au cours du stage pour reconstituer l'évolution
géodynamique des Alpes.
Sur le terrain, j'ai constamment travaillé avec mon binôme, Camille Bouchez. Cela explique
que nos données tectoniques, nos cartes et nos coupes soient communes.
1. ANALYSE MÉTAMORPHIQUE
1.1. Description des lithologies des roches sédimentaires métamorphiques
1.1.1. Les schistes lustrés
A l'Est du Col Agnel, nous avons pu voir la première unité des schistes lustrés. Il s'agit d'une
alternance marno-gréseuse métamorphisée dont la schistosité est très marquée et rapprochée. On
observe d'ailleurs un gradient de déformation (la schistosité est plus accentuée à certains endroits) qui
est dû à une différence de compétance de la roche.
Les bancs de métagrès, épais d'une trentaine de centimètres, sont séparés par des bancs plus
tendres et donc plus affectés par la schistosité. Les roches sont constituées principalement de quartz
(elles raient le verre) et de nombreux micas blancs, en plus petite quantité on trouve de la séricite et de
la glaucophane. La roche est plutôt noire ce qui peut s'expliquer par la présence de matière organique.
On peut noter également de nombreux filons de quartz qui recoupent la schistosité.
Les bancs gréseux sont massifs et la stratification est plane parallèle. Ceci nous indique d'une
part que le dépôt des sédiments s'est fait grâce à un courant rapide et d'autre part qu'on se situe au
niveau de la plage dans la zone la houle balaie les sédiments pour en faire un ensemble bien
homogène.
Une deuxième unité a été observée à l'Est du col. Il s'agit d'une alternance de calcschistes et de
grès se répétant sur plusieurs mètres. Les calcschistes ont un débit important, aux nombreuses
couches d'argile qui s'intercalent entre les bancs plus durs. Ils ont un léger granoclassement inverse ce
qui semble nous indiquer qu'il s'agit de séquences de turbidites renversées.
Au Bric Bouchet, les schistes lustrés sont composés essentiellement de métagrès, toutefois nous
incluons dans cette unité des grès et des marbres.
L'absence de bancs plus tendre nous laisse penser qu'on se situe au niveau d'un milieu plus
proximal et de plus haute énergie.
1.1.2. Les marbres du Col Agnel
Les marbres observés au Col Agnel se détachent dans le paysage, ils forment une falaise, un
bloc incorporé dans les flyschs. On peut voir qu'ils sont peu déformés. En effet une fois le calcaire
métamorphisé, le système devient clos chimiquement. Dès lors la masse très rigide de marbre ne plisse
plus, ne se déforme plus. Seules les cassures sont possibles.
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Les marbres présentent de nombreuses figures de courant telles des petites structures en
mamelons (des HCS) qui sont des figures de houle. Ceci montre que l'on se situe au niveau de la zone
de tempête, en aval de la plage.
En étudiant la lame mince correspondant à la roche on peut voir que les minéraux sont
globalement orientés dans la même direction. La roche est composée principalement de minéraux de
calcite, de temps en temps dolomitisés. Leur forme caractéristique nous montre qu'ils ont été
recristallisés. On peut observer également la présence de chlorite pris dans le litage global.
Ces caractéristiques nous permettent de distinguer ce marbre d'une simple roche calcaire.
1.1.3. Les sédiments volcano-détritiques
Au Col du Bouchet nous avons observés une roche litée qui ressemble aux schistes lustrés mais
qui est plus sombre et plus luisante. Elle contient des minéraux verts : de la chlorite et de l'épidote.
Une telle association minéralogique (de chimie basique) ne peut pas être présente dans des roches
sédimentaires au sens strict. Il s'agit en fait de sédiments volcano-détritiques métamorphisés.
Pour plus de simplicité, lorsque nous avons levé la carte et fait la coupe interprétative nous
avons incorporés ces sédiments volcano-détritiques au sein des schistes lustrés.
1.2. Description des lithologies des roches basiques métamorphiques
1.2.1. Les serpentinites
A l'Ouest du Col Agnel, enclavées dans les schistes on a pu voir une roche sombre, au toucher
soyeux, et contenant des minéraux verts bouteille. Il s'agit d'une serpentinite, c'est à dire une péridotite
hydratée et altérée. La roche peut également être d'avantage blanche ; ceci est à la présence de talc
qui est le fruit de l'altération de silicates de magnésium tels l'olivine.
1.2.2. Les métagabbros
Au Col Agnel, au sein des serpentinites on peut remarquer la présence d'une roche grenue
contenant des feldspaths, des pyroxènes. Cette roche est plus compétente et ressort sous forme de
boules dans le paysage : il s'agit d'un gabbro.
Certains mineraux nous indiquent que les gabbros ont été métamorphisés. En effet les
plagioclases se sont transformés en séricite et on peut observer de belles couronnes d'hornblende
autour du pyroxène. Ceci nous indique un métamorphisme de faciès amphibolitique : métamorphisme
précoce lors de l'hydratation des gabbros.
Etude de la lame du métagabbro du Col Agnel
Observations à l'oeil nu : on peut voir de gros minéraux sombres altérés et craquelés noyés dans une
sorte de matrice blanchâtre et opaque contenant de nombreux petits minéraux non identifiables à cette
échelle.
Observations au microscope : les gros minéraux ont un fort relief et on distingue des clivages à 90°. Il
s'agit donc de pyroxènes, vraisemblablement des augites. Quelques uns des minéraux présentent une
extinction roulante ce qui montre qu'ils ont subit une déformation importante. On peut également
observer des microfailles et parfois des crochons à l'intérieur des pyroxènes. Ils se sont donc formés
avant la déformation. D'autre part, le clinopyroxène est parfois réservé au coeur d'une couronne de
glaucophane le séparant de ce qu'il reste de plagioclase. Ce dernier s'est transformé au cours du
métamorphisme en lawsonite et jadéite. Ces différents minéraux nous indiquent que la roche a atteint
le faciès des schistes bleus. La roche est également composée d'épidote et de micas blancs.
Enfin, des filons de calcite recoupent l'ensemble des structures. Ils résultent donc d'un métasomatisme
postérieur au métamorphisme.
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Figure 1 : Détails de la lame mince observée au microscope, grossissement x40. a) Pyroxène faillé
avec des crochons. b) Mâcle caractéristique d'une augite entourée de glaucophane
Etude de la lame du métagabbro du Bric Bouchet
Observations à l'oeil nu : l'ensemble de la lame est blanche opaque. Toutefois trois minéraux peuvent
être distingués à l'oeil nu : un vert, un vert foncé et un brun.
Observations au microscope : les minéraux vert foncé ont des clivages à 120° : il s'agit d'amphiboles
vertes, des horblendes. La forme automorphe de ces minéraux nous indique qu'ils ont cristallisés à
l'équilibre, donc avant le métamorphisme général, au cours de l'hydratation de la croûte océanique. De
plus ces minéraux furent déstabilisés lorsque la roche a atteint le faciès schistes bleus. En effet une
couronne de glaucophane et chlorite entoure les minéraux d'horblende. Les minéraux verts présentent
des mâcles de Carlsbad et des clivages à 90°, ce sont des clinopyroxènes : des augites. Un minéral brun
et isotrope entoure les augites. Il s'agit probablement de grenat lui même couronné par des
glaucophanes. L'ensemble de la roche qui parraissait blanc à l'oeil nu est composé de petites jadéites,
de quartz, de zoésites (épidotes, minéraux en baguette et à fort relief) et de micas blancs probablement
issus de la séricitisation des feldspaths.
Figure 2 : Couronne de grenat autour de pyroxène (grossissement x40)
1.2.3. Les métabasaltes
Les métabasaltes sont présents au Bric Bouchet et au Col Agnel. Toutefois, dans notre groupe,
nous n'avons pu les approcher qu'au Sud-Ouest du Col du Bouchet, bien qu'ils constituent tout le
sommet du Bric Bouchet. Il s'agit d'une roche massive bleutée qui contient de la glaucophane et de
l'épidote. On se situe ainsi dans un faciès métamorphique de type schistes bleus. Ce métabasalte peut
être rose : il ne s'agit en fait que de la patine d'altération.
Disposant de différentes lames minces nous avons pu étudier de manière plus approfondie la
minéralogie.
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a) b)a)a)
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